Tópicos de Informática Avançada II

1. Tópicos de Informática Avançada II • Ambientes Colaborativos de Realidade Virtual e Aumentada Prof. Mário Dantas

2. Contribuição: Denise Filippo Alberto Raposo MarkusEndler Hugo Fuks PUC-Rio Departamento de Informática

3. Objetivos • Apresentar os ambientes colaborativos de RV e RA sob a ótica da Colaboração • Apresentar o que as tecnologias de RV e RA agregam aos ambientes colaborativos

4. Sumário • Conceitos básicos da Colaboração • Ambientes colaborativos de RV • Ambientes colaborativos de RA • Conclusão e Tendências

5. Colaboração • Colaborando, pelo menos potencialmente, pode-se produzir melhores resultados de que individualmente • complementação de capacidades, conhecimentos e esforços • mais capacidade de gerar criativamente alternativas

6. Computer Supported Cooperative Work (CSCW) • Área de estudo interessada no trabalho em conjunto de grupos de pessoas com a ajuda de computadores • Leva em consideração fatores humanos do trabalho em grupo para auxiliar o projeto e especificação do suporte computacional a este processo • Tema multidisciplinar: computação, sociologia, psicologia social, teoria organizacional, educação, design etc

7. Groupware(Sistemas Colaborativos) • Groupware ou Sistemas Colaborativos • sistemas computacionais que auxiliam grupos de pessoas engajadas em uma tarefa (ou objetivo) comum e que provêm uma interface para um ambiente compartilhado • Área mais técnica, voltada para o desenvolvimento de software que auxilie no trabalho em grupo

8. CSCW x Groupware • CSCW • área de pesquisa que busca entender a natureza e as características do trabalho cooperativo com o objetivo de projetar tecnologias computacionais adequadas • Groupware • software para trabalho em grupo • investigação de algoritmos e arquiteturas para dar suporte a aplicações de trabalho em grupo feedback

9. Classificação de serviços em função do espaço-tempo [DeSanctis e Gallupe, 1987]

10. Extensão no Espaço Sentimento de presença crescente Presencial Virtualmente presencial Localmente remota Não-presencial Semelhante à presencial, apenas não exigindo que usuários estejam fisicamente próximos. Necessita de recursos para simular a presença de participantes externos em tempo real. Não simula a presença de usuários externos, mas permite bom nível de interação com eles, através do compartilhamento de espaços de trabalho, por exemplo. Nenhum sentimento de presença (e-mail, por exemplo). RV / RA

11. Modelo 3C de Colaboração

12. Comunicação • ação de trocar mensagens para que haja entendimento comum das idéias discutidas • troca de idéias e negociação  tomada de decisão e compromissos

13. Coordenação • Para o atendimento dos compromissos gerados pela Comunicação é necessário que haja Coordenação do trabalho • As tarefas atribuídasaos participantes sãorealizadas na ordem eno tempo previstos e de acordo com os objetivos e restriçõesdeterminados • Sem Coordenação,boa parte do esforçode Comunicação é perdido

14. Cooperação • Produção conjunta dos membros do grupo no espaço compartilhado a fim de que as atividades possam ser realizadas • Ao cooperarem, os participantes do grupo produzem, modificam e utilizam de maneira compartilhada um conjunto informações e artefatos reais ou virtuais

15. Percepção(awareness) • Em CSCW, perceber é adquirir informação, por meio dos sentidos, do que está acontecendo e do que os colegas estão fazendo • Informações de percepção auxiliam os indivíduos a avaliar o andamento do trabalho e redirecionar suas atividades, se necessário

16. Classificação de serviços em função do modelo 3C • Serviços de comunicação • e-mail, lista de discussão, fórum, mensagem instantânea, chat, áudio e vídeoconferência • Serviços de coordenação • workflow, agenda compartilhada, sistemas de apoio à reunião, sistemas de apoio à decisão, votação, avisos • Serviços de cooperação • editores colaborativos, sistemas para controle de versões, quadro branco, repositório para troca de arquivos

17. Classificação de serviços em função do modelo 3C • Alguns exemplos baseado em Borghoff e Schlichter (2000); Teufel et al. (1995)

18. Adoção de Groupware • Massa crítica de usuários • Exemplos bem-sucedidos: telefone, Web Adotam o groupware Não adotam o groupware N* No de usuários

19. Groupware x RV/RA • Apesar da crescente popularidade, sistemas colaborativos de RV e RA ainda apresentam uma série de desafios em seu desenvolvimento, por exemplo • processamento gráfico em tempo real • sincronização de visão entre usuários • integração com grandes bases de dados • segurança • estes temas não serão tratados • Foco: análise dos ambientes de RV e RA segundo a ótica do modelo 3C

20. Ambientes Colaborativos de RV • Collaborative Virtual Environment (CVE) • Simulação em tempo real de um mundo real ou imaginário, onde usuários estão simultaneamente presentes e podem navegar e interagir com objetos e outros usuários [Hagsand 1996] CVE = Realidade Virtual + Colaboração

21. CVEs: características • Avatares • usuários são representados como objetos do ambiente • Visão do estado atual • mudança contínua em todos os aspectos: usuários entrando e saindo, movendo-se, mudando estado dos objetos etc.

22. CVEs: características • CVEs para usuários remotos • são mais comuns, tanto para uso de forma síncrona como assíncrona • CVEs para usuários co-localizados • nos últimos anos, têm sido realizados trabalhos no sentido de desenvolver ambientes “fisicamente compartilhados”

23. CVE e o Modelo 3C • Comunicação • CVEs voltados para Comunicação são plataformas de interação social, onde os usuários normalmente se encontram casualmente e se comunicam • Coordenação • dentre as 3 dimensões da colaboração, é a menos explorada nos CVEs • Cooperação • faz parte da própria natureza dos CVEs, que são literalmente espaços de trabalho compartilhados

24. CVE e Comunicação • Geralmente síncrona • chat, no caso de ambientes mais simples • áudio e vídeo-conferência, no caso de ambientes mais sofisticados • Comunicação não-verbal • gestos • expressões faciais • postura do avatar • aproximação

25. CVE e Comunicação • Noção de espaço e metáfora de mundo real • oferece possibilidades de percepção que não são triviais em aplicações de desktop • ex: movimentação dos avatares antecipa intenções dos usuários e revela a expectativa que os demais usuários têm a seu respeito • Exemplos • Active Worlds[2007] • FreeWalk[Nakanishi et al. 2004] Active Worlds

26. CVE e Coordenação • Simulações militares e jogos multi-usuários são exemplos de CVEs usados para fins de coordenação • Ex: SAVE [Holm et al. 2002]

27. CVE e Cooperação • A Cooperação está sempre materializada no espaço virtual, onde ocorrem as interações entre os usuários • CVEs estão mais próximos da representação do mundo real • noção de contexto compartilhado e percepção mútua entre os usuários direciona ações futuras • representação dos avatares e recursos de visualização no espaço 3D ampliam a capacidade de entender o que os outros usuários estão fazendo

28. CVE e Cooperação • Ex: Walkinside Viewer [VRContext 2007]

29. CVE e Cooperação • Primeiro CVE que podechegar à massa crítica:

30. Second Life • Algumas razões do sucesso: • CVE com boa edição de avatares

31. Second Life • Algumas razões do sucesso: • Eficiente para as velocidades da Web residencial • Busine$$

32. Second Life • Algumas razões do sucesso: • De acordo com muitas “lições”de CSCW • Bom suporte a percepção (awareness) • Suporte ao contato informal (quem está por perto e disponível? Devo contactar?)

33. Second Life • Algumas razões do sucesso: • Mixed reality (virtualidade aumentada)

34. Second Life • Outras razões do sucesso: • Reproduçao do mundo (quase) real ou idealização do mundo real

35. RV: usuários co-localizados • IllusionHole

36. RV: usuários co-localizados • Displays holográficos

37. Ambientes Colaborativos de RA • Usuários colaboram com apoio de objetos virtuais misturados a seus ambientes reais

38. Ambientes Colaborativos de RA: características • Natureza “sem cortes” da interface RA • Diferentes visões do espaço • Necessidade de garantir um entendimento comum sobre o espaço compartilhado e de evitar “colisões” • Os ambientes para usuários co-localizados são os mais comuns • Vários ambientes fazem uso de computação móvel • Uso de capacetes ou óculos do tipo vídeo-through impede que os usuários vejam os olhos uns dos outros

39. Ambientes Colaborativos de RA e o Modelo 3C • Comunicação • dentre as 3 dimensões da colaboração, é a menos explorada • Coordenação • ocorre quando os objetos virtuais são utilizados para orientar o usuário nas atividades do seu trabalho • serviços direcionados para a Coordenação em ambientes de RA diferem dos serviços de coordenação típicos de desktops (workflow, agenda compartilhada,…) • Cooperação • RA é, por definição, fortemente direcionada para a apresentação e manipulação de objetos virtuais, prestando-se naturalmente ao compartilhamento destes objetos e, consequentemente, ao suporte à Cooperação

40. Ambientes Colaborativos de RA e Comunicação • Nestes ambientes geralmente a comunicação é síncrona e não faz uso de objetos virtuais • quando usuários estão co-localizados, a comunicação é realizada sem mediação do computador • quando usuários estão remotos, faz-se uso de áudio e vídeo-conferência • Comunicação com RA: usuários representados como objetos virtuais ou objetos virtuais que ofereçam suporte para a comunicação (ex: post-it)

41. Ambientes Colaborativos de RA e Comunicação • Exemplos: filmes de ficção científica, Real World Conference AR Communication[Billinghurst et al 2002] ficção Real World Conference AR Communication

42. Ambientes Colaborativos de RA e Coordenação • Serviços ou funcionalidades de coordenação usualmente são oferecidos em conjunto com outros serviços • Objetos virtuais são utilizados para orientar e direcionar os usuários • Uso de protocolo social através de comunicação direta ou vídeo e áudio-conferência

43. Ambientes Colaborativos de RA e Coordenação • Exemplos: • OCAR - Outdoor Collaborative Augmented RealitySystem[Feiner 2004] • MARS - Mobile Augmented Reality System[Höllerer 1999] MARS OCAR

44. Ambientes Colaborativos de RA e Cooperação • Dimensão da colaboração mais explorada nos ambientes colaborativos de RA • usuários vêem-se uns aos outros ao mesmo tempo em que interagem e compartilham objetos virtuais em meio a eles • ex: The Invisible Train[Wagner et al 2006]Construct 3D[Kaufmann 2006] • Predominância do sentido da visão • a maioria dos ambientes oferece o aumento do sentido da visão em cenários síncronos co-localizados ou remotos

45. Ambientes Colaborativos de RA e Cooperação • Visão dos objetos virtuais pelo grupo • todos vêem como se o objeto estivesse no mesmo espaço físico ou • cada usuário vê o objeto através de tela de vídeo • usuários diferentes podem ter visões diferentes • com tecnologia de projeção, pode-se “apagar” um objeto real • Ambientes remotos, é preciso transmitir tanto as imagens reais e quanto as virtuais

46. Ambientes Colaborativos de RA e Cooperação Construct 3D TheInvisibleTrain

47. Vídeos • Ambientes Colaborativos de RA

48. Conclusão • O grande potencial dos ambientes colaborativos de RV e RA está no suporte à cooperação • Ambientes colaborativos de RV também são muito usados para prover suporte à comunicação • Interação no ambiente real ou através de simulações de ambientes tridimensionais favorecem a percepção mútua e o compartilhamento de contexto, fatores importantes para que a colaboração se realize

49. Conclusão • A tendência é que um grande número dos ambientes de Realidade Aumentada se tornem ambientes de Realidade Aumentada Ubíqua • Realidade Virtual e Computação Ubíqua, áreas opostas na visão de Mark Weiser (1991), se aproximam com o uso de sistemas de Realidade Aumentada Ubíqua • Com a possibilidade de mobilidade dos usuários, outra tendência dos ambientes de RV e RA é o das aplicações sensíveis à localização • Höllerer (1999): o mundo é a interface • Spohorer (1997): hipertexto/web ancorado no mundo real (World Board)

50. Referências • Publicações referentes a esta apresentação • Filippo, D., Raposo, A. B., Endler, M., Fuks,H. (2007) Ambientes Colaborativos de Realidade Virtual e Aumentada. em Realidade Virtual e Aumentada: Conceitos, Projetos e Aplicações. Claudio Kirner, Robson Siscoutto (Eds), capítulo 9, no prelo • Filippo, D., Endler, M., Fuks,H. Colaboração Móvel com Realidade Aumentada. Monografias em Ciência da Computação n.01/05. PUC-Rio, jan.2005 • Referências desta apresentação • Active Worlds (2007) http://www.activeworlds.com/ Acesso em Jan/2007 • Billinghurst, M. Cheok, A. Prince, S. Kato, H. (2002) Real world teleconferencing. Computer Graphics and Applications, IEEE, v.22, n.6, Nov/Dez, ISSN: 0272-1716, pp 11-13 • Billinghurst, M. and Kato, H. (2002) Collaborative Augmented Reality. Communications of the ACM, Vol. 45, No. 7, July, ISSN:0001-0782, pp.64 – 70 • Borghoff, U.M.; Schlichter, J.H. (2000) Computer-Supported Cooperative Work: Introduction to Distributed Applications, Springer, USA. • DeSanctis, G. e Gallupe, B. (1987) A foundation for the study of group decision support systems, Management Science, v. 33, n. 5, pp. 589-609 • Feiner, S.; Höllerer T.; Gagas, E.; Hallaway, D.; Terauchi T.; Güven, S.; MacIntyre B. MARS – Mobile Augmented Reality System. Disponível em: http://www1.cs.columbia.edu/graphics/projects/mars, Acesso em Jan/2007 • Fuks, H., Raposo, A. e Gerosa, M.A. (2002) Engenharia de Groupware: Desenvolvimento de Aplicações Colaborativas, XXI Jornada de Atualização em Informática, Anais do XXII Congresso da Sociedade Brasileira de Computação, v.2, Cap. 3, ISBN 85-88442-24-8, pp 89-128